超算在智慧油田建设中扮演关键角色

　　超级计算，简称超算，是应用计算机模拟实现预测、预报、预警等工作。凭借超高速的运算能力成为了世界各国经济、国防方面的竞争利器，也是国家科研实力的体现之一，在天气预报、石油勘探、核能开发、航空航天等运算领域中有广泛应用。就超算在能源领域的应用现状及发展进程，记者专访了北京超算科技有限公司总工程师钱华山。

　　中国能源报：就目前情况来说，超级计算是如何服务于油田项目的？

　　钱华山：超级计算是人能力的一种延伸，是人工智能和大数据数据挖掘的关键支撑。比如，大家都有所了解的阿尔法狗，它的背后也是有超级计算提供算法支撑的。

　　在智慧油田开发中，超级计算一是能够基于油气变化的物理规律进行预测预报，基于各种油气数据模拟油气的生、储、盖、圈、运、保演化过程，为发现油气田和开发油气田进行推演。第二个方面是基于油田大数据的人工智能数据挖掘。勘探、开发、录井、钻井、测井的海量数据，对人工来说计算工作量和工作难度太大，运用以超算支撑的人工智能技术可以实现精准、高效地石油大数据挖掘,发现开发生产中的内在规律，例如，开发效率分析、剩余油分析、决策规划分析。超算可以在数值预报和数据挖掘这两个维度来帮助油田做智慧开发。

　　中国能源报：请您简要介绍一下实际应用的例子。

　　钱华山：在油田开发过程中，有很多需要运用超级计算进行分析和模拟的工作。其主要分成两类——勘探类和开发类。在勘探类的项目中，超算主要服务于油区的分布、油层的构造等；开发类指的是找到油区之后怎样最有效地把油开发出来。

　　例如北京超算科技承担了大庆油田钻探集团测井公司关于油水井套损解释预测方法与软件研制项目，主要工作内容是进行流固耦合作用下套管变形和应力模拟分析，并与测井数据解释进行对比，找出区域性套损的规律，为油田的生产服务。我们编制的软件分析系统分别对孔隙压力、管内液柱压力、地应力影响下套管的应力分布进行了模拟分析，该分析系统可以为油田套管安全提供系统数据保障。

　　中国能源报：请问当下超级计算在能源领域的运用规模如何？

　　钱华山：目前，超级计算在气象、军事和能源领域上运用比较广泛。在能源方面，石油领域运用超级计算是最多的。从计算能力来看，目前在石油领域，精准找油、精准开发上都需要百万亿次以上的计算能力。对于典型区块的开发，通常也需要几十万亿次的计算能力。

　　对于油田来讲，从找油到开发的过程具有时效性以及商业价值的，为了在最短的时间里得到最准确的预报结果，对运算能力要求非常高。现在业内已经不能承受几月得到预测结果。但对于超算来说，能够帮助企业在较短时间内勘探开发过程中进行精准、高效模拟和预测，以制定最优的开发方案。可以说，这是时代进步发展的需求，而超算应运而生。

　　中国能源报：请问在石油领域里国内外超算应用的现状如何？

　　钱华山：在超算产业中，从总体市场占用来看，国外公司的市场覆盖率是较高。从计算能力来看，我国已经领先世界。在软件能力方面——专业储备和工程运用上，特定场景中我们也已经具备了超越国外的技术。

　　在能源领域运用超算，由于国外国外公司发展起步较早，所以在中国市场的占有率和覆盖率较高。中国企业的超算发展要有一个逐步替代的过程。很多国外公司在中国石油领域有固定用户，超算市场占有率是中国企业不能相比的。经过近几年的发展，目前常规项目国外公司运维成本比国内高，国内企业在市场中逐渐凸显出优势来。

　　相比国外油田，我国国内油田开发难度更大。在特殊的，比如非线性过程、耦合过程开发和非常规油气田开发中，国内技术也占有相对优势。我国企业通过联合国内专家，寻求行业支持，从我国具体需求出发，和油田项目进行针对性的融合。我们的目标是为用户提供智能化和智慧化的服务，深度服务于智慧油田的建设。随着一带一路的发展，中东、中亚油田联合开发，超算也会伴随着我国能源的战略发展，以计算能力、智慧和智能的服务能力为代表，为国外油田进行深度的计算服务。

　　中国能源报：超算在油田领域的应用有什么技术难点吗？未来如何进一步和油气结合？

　　钱华山：目前在油气方面有两个重要的方向，一是提高油田的采收率，二是结合非常规气进行开发和利用。

　　在提高油田采收率上，由于现在油田的开发有很多高含水、高压力的问题。在这种情况下如何控制成本、提高采收率是目前待解决的问题。因此我们和业内专家和院士合作，运用超级计算机的大数据挖掘和数值预报优势来为油田提高产收率提供数据支撑和模型支撑。

　　而在未来，超算技术还会和核能相结合。同油气相似，核能项目中也有庞大的数据计算需要超算的支持。另外，超级计算还会和非常规气的开发和利用相结合。页岩气、非常规的伴生气、煤层气、干热岩等等的开发都需要超算为其提供数据支撑。在这些领域，我们通过面向客户具体需要，为其提供特定的模型和系统，为客户从预演阶段到开发方案的设计阶段、实际开发阶段和后续的油气持续开发的运维阶段为其提供数据支撑。

　　以页岩气开发为例，我们相对外国的软件有自身的优势。我国页岩气分布较广，但开采难度较大。超级计算技术融入后，在中国页岩油气复杂的开发环境中，结合压力参数，将产期效率、开发方案、经营力分析等整体形成一个系统，包括岩石系统、气系统，结合为一个综合的超算模拟系统。超级计算机作为辅助，能够为页岩气开发提供一个预测和预报的模型，这个模型可以指导我们改进工业流程。现在页岩气技术美国是领先的，如何去利用超级计算技术建立一个高效开发工艺，对我们国家页岩气开发和综合利用十分有利。